夏季常溫物流下生化試劑蓄冷包裝的改良

徐礪瑜

（浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310012）

隨著生物學(xué)及醫(yī)學(xué)研究的蓬勃發(fā)展，近年來(lái)試劑銷售服務(wù)的企業(yè)數(shù)量激增。大部分生化試劑對(duì)熱敏感，需低溫儲(chǔ)運(yùn)，一旦溫度過(guò)高則易失活，由此喪失實(shí)驗(yàn)價(jià)值。但目前大部分生化試劑銷售服務(wù)公司規(guī)模較小，且生化試劑銷售目標(biāo)單位分布分散，難以建立自己的冷鏈物流體系。對(duì)熱敏感型生化試劑的運(yùn)輸，采用單層泡沫箱隔熱和常規(guī)冰袋保持低溫的包裝，利用常溫物流進(jìn)行投送的方式進(jìn)行。由于物流公司的運(yùn)輸和派送時(shí)效問(wèn)題，仍存在溫度過(guò)高、試劑降解或失活的現(xiàn)象。

1 材料與方法

1.1 包裝材料

瓦楞牛皮紙箱，作為外包裝使用；聚苯乙烯箱，作為主要的蓄冷隔熱包裝；泡沫襯墊、氣柱袋，襯于聚苯乙烯箱內(nèi)側(cè)，增加包裝隔熱性能。以上材料均為市售。

1.2 蓄冷劑

凝膠冰袋，柱狀干冰條。以上蓄冷劑均為市售。

1.3 設(shè)備

BPC-70F恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司），用于模擬設(shè)置夏季高溫環(huán)境；速靈科L03溫度記錄儀（東莞市競(jìng)速電子科技有限公司），用于測(cè)定蓄冷包裝內(nèi)溫度；自動(dòng)泄壓式干冰保溫桶（4 L，市售）。

1.4 蓄冷包裝方式

試驗(yàn)對(duì)照的原始包裝為A包裝，包裝方式為聚苯乙烯箱中直接放置凝膠冰袋，密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

B包裝為聚苯乙烯箱中內(nèi)襯泡沫襯墊，再放置凝膠冰袋，密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

C包裝為聚苯乙烯箱中內(nèi)襯氣柱袋，再放置凝膠冰袋，密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

D包裝為聚苯乙烯箱中直接放置柱狀干冰條，考慮到干冰升華產(chǎn)生的氣體，需不完全密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

E包裝為聚苯乙烯箱中內(nèi)襯泡沫襯墊，再放置柱狀干冰條，考慮到干冰升華產(chǎn)生的氣體，需不完全密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

F包裝為聚苯乙烯箱中內(nèi)襯氣柱袋，再放置柱狀干冰條，考慮到干冰升華產(chǎn)生的氣體，需不完全密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

考慮到快遞首重大多為1 kg，故以上包裝所用凝膠冰袋和柱狀干冰條的用量均為800g。

1.5 蓄冷劑用量的確定

選擇最佳蓄冷包裝方式，測(cè)定蓄冷劑用量分別為800、600、400、200 g時(shí)，在50℃恒溫培養(yǎng)箱中放置72 h的溫度變化，選擇升溫幅度最小的蓄冷劑用量為最佳蓄冷劑用量。

2 結(jié)果與討論

2.1 蓄冷包裝方式的確定

制作6組不同的蓄冷包裝，并記錄其內(nèi)部溫度變化。由圖1可知，采用凝膠冰袋為蓄冷劑的包裝和以柱狀干冰條作為蓄冷劑的包裝，其包裝內(nèi)部的溫度變化趨勢(shì)有明顯的差異。以凝膠冰袋為蓄冷劑的包裝（A、B、C），其溫度從初始階段便緩慢上升，最后趨向穩(wěn)定。以柱狀干冰條作為蓄冷劑的包裝（D、E、F），其溫度在初始階段均低于-20℃（本試驗(yàn)所用溫度記錄儀工作低限為-20℃，故圖中將低于-20℃的溫度均記為-20℃），隨著干冰升華，蓄冷劑質(zhì)量的減少，其溫度呈現(xiàn)較快上升趨勢(shì)，但直至試驗(yàn)結(jié)束，其包裝內(nèi)部溫度仍遠(yuǎn)低于以凝膠冰袋為蓄冷劑的包裝。

圖1 不同蓄冷包裝內(nèi)部溫度變化

包裝A為對(duì)照包裝，在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的內(nèi)部初始溫度為3.8℃，18h溫度升至11.2℃，至試驗(yàn)結(jié)束，該包裝內(nèi)部溫度已高達(dá)36.8℃。包裝B的溫度變化趨勢(shì)與包裝A基本相同，18h溫度上升至接近10℃，72h溫度達(dá)到35℃以上。對(duì)大部分生化試劑而言，保持活性的溫度上限為10℃，包裝A、B顯然不能滿足生化試劑遠(yuǎn)距離常溫物流運(yùn)輸?shù)男罾湫枨蟆?/p>

包裝C在包裝A的基礎(chǔ)上增加了氣柱袋作為隔熱層，試驗(yàn)結(jié)果顯示氣柱袋的隔熱效果優(yōu)于泡沫襯墊。該包裝可在30 h內(nèi)將溫度維持在10℃以下，因此適用于當(dāng)日達(dá)或次晨達(dá)等常溫物流模式。

包裝D、E、F均采用干冰為蓄冷劑，初始溫度均低于-20℃。大部分生化試劑在添加抗凍劑后，可在-20℃甚至更低的溫度中儲(chǔ)存。在試驗(yàn)的前24h，3種包裝內(nèi)部的溫度均可保持在-20℃或以下。

2.2 蓄冷劑用量的確定

選擇包裝F，分別考察不同干冰用量對(duì)蓄冷包裝內(nèi)部溫度變化的影響。由圖2可知，干冰用量越多，其蓄冷能力越強(qiáng)。當(dāng)干冰用量800g時(shí)，66h仍能維持-3℃，72h溫度為4.4℃，完全可以滿足生化試劑遠(yuǎn)距離常溫物流運(yùn)輸?shù)男罾湫枨?。干冰用?00g時(shí)，54h溫度已上升至0℃，66h溫度高于10℃，已不適合生化試劑的儲(chǔ)運(yùn)。當(dāng)干冰用量為400 g時(shí)，72 h包裝內(nèi)部溫度11.8℃，基本滿足生化試劑遠(yuǎn)距離常溫物流運(yùn)輸?shù)男罾湫枨?。?dāng)干冰用量600g時(shí)，72h包裝內(nèi)部的溫度仍能維持在10℃以下，完全滿足生化試劑遠(yuǎn)距離常溫物流運(yùn)輸?shù)男罾湫枨蟆?/p>

圖2 不同蓄冷劑用量包裝內(nèi)部溫度變化

3 結(jié)語(yǔ)

夏季常溫物流狀態(tài)下，熱敏感型生化試劑運(yùn)輸?shù)淖罴寻b方式為聚苯乙烯箱中內(nèi)襯氣柱袋，再放置柱狀干冰條600 g，不完全密封后外套瓦楞牛皮紙箱。以運(yùn)輸時(shí)間72h計(jì)，若運(yùn)輸路途較近時(shí)間較短，亦可根據(jù)溫度變化曲線，在保證試劑活性不受影響的前提下，選擇更經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的包裝方式和蓄冷劑用量。